用于虚拟分布式控制系统的自动委托的系统和方法_2

文档序号:9829855阅读:来源:国知局
内的信息的访问。在图示的示例中,SAN 116充当共同的或共享的存储设备(例如,群集共享体),主机服务器110、112、114中的每一个可以对存储器的同一逻辑单元(例如,同一逻辑单元号)执行读/写操作。通过这种方式,与虚拟工作站117的实现相关联的数据独立于每个主机服务器110、112、114内的本地硬盘驱动器而存储,以为系统提供高可用性。例如,如果主机服务器110、112、114中的一个故障,则由该主机服务器实现的虚拟工作站117可以在其它的主机服务器110、112、114中的一个上启动。在一些示例中,SAN 116不被包含,使得每个主机服务器110、112、114依赖于其本地的硬盘驱动器。
[0041 ] 在图1示出的示例中,虚拟过程控制环境106的主机服务器110、112、114中的每一个(以及相关联的SAN 116)经由通称为应用控制网络(ACN)的总线和/或局域网(LAN)128,与控制器102通信地耦合。图1的示例LAN 128可利用任何期望的通信介质和协议来实现。例如,示例LAN 128可以基于硬接线和/或无线以太网通信方案。然而,可以使用任何其它适合的通信介质和/或协议。此外,虽然在图1中示出了单个LAN 128,但是可以使用多于一个的LAN和/或通信硬件的其它替代件来提供图1的示例组件之间的冗余通信路径。
[0042]在一些示例中,虚拟过程控制环境106(例如,域控制器108,主机服务器110、112、114以及SAN 116)与瘦客户端126通信地耦合,该瘦客户端126能够远程地访问实现在虚拟过程控制环境106内的虚拟工作站117以使操作员、工程师、和/或其它工厂人员能够经由瘦客户端126的显示器上所渲染的用户接口与工作站交互,其方式与虚拟工作站117由物理计算机系统和/或与显示器相关联的其它处理器平台来实现的情况相同。因此,示例虚拟过程控制环境106可以如下方式操作并控制DCS 100:需要对应于八个操作员站120、四个应用站122和一个主控制系统应用站124中的每一个的十三个不同的计算机系统。因此,虚拟地实现工作站的示例虚拟过程控制环境106可以显著地降低更传统(S卩,非虚拟)过程控制系统的硬件、安装和维护成本。此外,较少的硬件还降低了一些操作成本,诸如例如计算机装备的功耗和冷却。
[0043]通过示例虚拟过程控制环境106实现如图1所示的示例DCS 100能够在降低系统覆盖(footprint)的同时提高硬件利用率。示例虚拟过程控制环境106还提供了开发和/或操作系统方面的增强的灵活性。例如,当例如要开发用于训练目的的不同的场景时,虚拟化使得能相对容易地添加或去除虚拟工作站。进一步,具有虚拟过程控制环境106的示例DCS100使得能利用不同版本的软件来支持不同的系统,因为软件和硬件是独立的。通过相同的方式,虚拟过程控制环境106允许独立地更新软件和硬件,而没有前者被后者支持的担忧。
[0044]在一些示例中,虚拟过程控制环境106(即,分开的域控制器108,主机服务器110、112、114以及SAN 116)可基于集成的服务器与存储解决方案而经由不同的虚拟过程控制环境130来替换和/或实现。如图示的示例中所示,虚拟过程控制环境130包括实现为具有集成的共享存储设备138的机箱中的刀片服务器的三个主机服务器132、134、136。如图示的示例中所表示的,虚拟过程控制环境130可以取代虚拟过程控制环境106来提供如上所述实现虚拟工作站117的相同的功能,并且将它们与过程控制器102和DCS 100的剩余部分通信地耦合。然而,虚拟过程控制环境130的配置和内部操作可以不同于虚拟过程控制环境106。例如,通过使SAN 116与主机服务器110、112、114分离,可以利用因特网小型计算机系统接口(iSCSI)协议来通信地互连这些组件。相反,因为机箱138包括集成存储设备(例如,SAN),所以在一些示例中,主机服务器132、134、136直接经由串行附接SCSI (SAS)协议来附接。共享存储设备和主机服务器集成在虚拟过程控制环境130的单个机箱中可以提供额外的成本节约和比虚拟过程控制环境106更小的覆盖。此外,因为共享存储设备与主机服务器132、134、136集成在机箱138中,所以终端用户完成所需的一些布线以及配置可通过机箱的OEM来实现。
[0045]虽然已经描述了两个示例虚拟过程控制环境106,130,但是还可以采用其它实现方式和/或变型例。例如,主机服务器可以由附接光纤的存储设备或外部附接的SAS存储设备(与如上所述的直接附接相对)来实现。此外,为说明的目的,本文公开的示例是相对于虚拟过程控制环境106来描述的,除非特别指出,否则同样适用于虚拟过程控制环境130。
[0046]虽然图1示出了可以有益地采用本文公开的教导的示例DCS100,但是本文公开的教导可以根据需要而有益地用于其它比图1所示的示例具有更大或更小复杂度的过程对象和/或过程控制系统(例如,具有多于一个的虚拟过程控制环境106,具有更多的工作站(物理的和/或虚拟的)、跨多于一个地理位置,等等)。
[0047]如下文更全面描述的,本文公开的示例使得在诸如图1的示例DCS100的过程控制系统中虚拟过程控制环境的设置和配置自动化,虚拟过程控制环境诸如图1的示例虚拟过程控制环境106、130。为实现本文公开的教导,假设系统的全部硬件设置是完整的,达到但不包括:哪个具体的网卡(例如,主机服务器110、112、114的网卡)绑定于哪个网络的验证。也即,域控制器108、主机服务器110、112、114、以及SAN 116假设正确地连接(虽未配置)以彼此通信,但是来自控制器102和DCS 100的现场设备104的连接(例如,经由以太网电缆)尚未与主机服务器110、112、114耦合。此外,假设域控制器108正确地与主机服务器110、112、114和SAN 116耦合以从主机服务器110、112、114和SAN 116中的每一个接收加入域的请求。同样,关于虚拟过程控制环境130,假设主机服务器132、134、136正确地连接在机箱138中以与彼此、集成的存储设备和相关联的域服务器通信。此外,本文公开的教导开始于操作系统和用于网卡的所有驱动已经被安装在主机服务器110、112、114中的每一个上之后。
[0048]图2是根据本文公开的教导构造以配置图1的虚拟过程控制环境106、130的示例虚拟网络配置系统200的框图。示例虚拟网络配置系统200包括:示例虚拟网络实现模块202;示例配置参数模块204;示例主机配置模块206,其包括示例网卡名称分配器208、示例IP地址指定器210和示例帧尺寸分配器212;示例共享存储设备配置模块214;示例虚拟机生成器216;示例模板数据库218;示例虚拟网络分析器220,其包括示例网络发现器222以及示例虚拟网络可视化生成器224;示例用户输入接口226;以及示例用户显示接口228。
[0049]在图2所示的示例中,虚拟网络配置系统200设有示例虚拟网络实现模块202以监督虚拟网络配置系统200的不同部分的操作。例如,虚拟网络实现模块202可以将指令或命令传送到示例虚拟网络配置系统200的其它部分以控制那些部分的操作。在一些示例中,虚拟网络实现模块202基于虚拟过程控制环境的本质来确定要进行的配置的程序或类型。也即,随后的配置程序可能根据以下条件而变化:是否利用具有分开的存储区域网络的多个主机服务器来实现虚拟过程控制环境(例如,图1的虚拟过程控制环境106)、或者是否利用具有集成的共享存储设备的机箱来实现虚拟过程控制环境(例如,图1的虚拟过程控制环境130)。
[0050]在一些示例中,虚拟网络实现模块202基于输入到经由用户显示接口228显示的对话中的用户反馈来确定配置程序。在图3中示出了获得这种反馈的示例对话300。如图示的示例中所示,对话300为用户提供四个不同的选项。第一选项302可以被选择以配置与SAN通信地耦合的主机服务器(及其相关联的网卡)(例如,图1的虚拟过程控制环境106的主机110、112、114和SAN 116)。第二选项304可被选择以配置具有集成的共享存储设备的机箱中的主机服务器(及其相关联的网卡)(例如,图1的虚拟过程控制环境106的主机110、112、114和SAN 116)。第三选项306可被选择以配置在群集中未配置以及因此不与存储区域网络(SAN)相关联的主机服务器(及其相关联的网卡)。如果用户期望手动设置主机服务器和/或用户仅希望执行升级(例如,主机服务器已经被配置),则可选择第四选项308。配置虚拟过程控制环境的方式取决于用户选择哪个选项302、304、306、308。下面更全面地描述基于前两个选项来配置虚拟过程控制环境的示例方法或程序。然而,本文所描述的教导还可适合配置非群集主机服务器(例如,第三选项306)和/或在图3的示例对话中没有表示的其它配置(例如,具有外部SAS存储设备、光纤网等的机箱)。
[0051]返回图2,虚拟网络配置系统200设有示例配置参数模块204,以生成、存储和/或管理包含在虚拟过程控制环境106、130的配置期间使用的信息和/或参数的配置参数数据结构和/或文件。在一些示例中,配置数据结构/文件是包含在配置过程中使用的参数列表和相关联值的逗号分隔值(.CSV)文件。该配置数据文件可用于配置包括分开的SAN 116的虚拟过程控制环境106。在一些这样的示例中,配置数据文件可由用户生成且然后由配置参数模块204导入(例如,在识别出图4的示例对话400中所示的通往配置数据文件的文件路径时)。在一些示例中,可以用虚拟网络配置系统200的开发者提供的参数值预填充配置数据文件,这些参数值可经由对话400导入或者在配置过程中自动地提供。在一些示例中,在主机服务器和共享存储设备之间的连接和关系已知(例如,虚拟过程控制环境130中的集成存储设备)的情况下,配置数据结构可以是除了由原始装备制造商和/或销售商集成到预装载软件中的.CSV文件之外的格式。在一些示例中,配置数据结构由示例配置参数模块204在主机服务器的配置过程中生成。在一些这样的示例中,用户可以在该过程中将参数的值插入、改变、和/或添加到配置数据结构中。
[0052]图5A和5B示出了表示为表格的示例配置数据结构或文件500、502。如上所述,虚拟过程控制环境106可以由共享的存储设备或者没有共享的存储设备(例如,具有群集或者不具有群集)来实现。因此,图5A的示例配置数据结构500对应于非群集系统的设置(例如,图3所示的第三选项306),而图5B的配置数据结构502对应于包含SAN的系统的设置,无论位于具有主机服务器的机箱外部(例如,图3的第一选项)还是集成在其中(例如,图3的第二选项
[0053]在图示的示例中,两个配置数据结构500、502均包括为主机服务器110、112、114中的每一个提供名称或标记的第一行504。例如,第一名称506(“VH0ST1”)可以对应于第一主机服务器110,第二名称508( “VH0ST2”)可对应于第二主机服务器112,并且第三名称510(“VH0ST3”)可以对应于第三主机服务器114。在一些示例中,从制造商和/或销售商缺省地在配置数据结构500、502中提供名称506、508、510。然而,在一些示例中,用户可以编辑配置数据结构500、502以适当地改变主机服务器110、112、114的名称(例如,如果主机服务器已经与不同名称相关联)。另外,在一些示例中,更多或更少的名称可以被包含在配置数据结构中(例如,缺省地和/或由终端用户添加/去除)以对应于在系统中待配置的主机服务器的适当数量。
[0054]在图示的示例中,两个配置数据结构500、502均包括网卡名称设置部分512,该网卡名称设置部分512包括配置名称列表514,其可分配给与主机服务器相关联的具体的网卡和/或网络端口。在一些示例中,基于对过程控制系统的最常见的使用情况,被包含在网卡名称设置部分512中的配置名称514的列表缺省地从制造商和/或销售商在配置数据结构500、502中提供。例如,图示的示例中所示的配置名称514的列表对应于许多DeltaV?过程控制系统中的共同的名称。因此,许多终端用户将能够依赖于所提供的配置数据结构500、502,而无需变化或定制。另外,虽然网卡名称514可以缺省地被提供,但是在一些示例中,终端用户可以编辑、添加或删除配置数据结构500、502的网卡名称设置部分512内的名称。
[0055]与图5A的示例配置数据结构500相对,图5B的示例配置数据结构502还包括群集设置部分516,其包含配置SAN 116的相关信息。特别地,示例群集设置部分516提供待分配给网卡和/或具体网络端口的配置名称518的列表。此外,如图5B所示的示例中所示,在配置数据结构502中的配置名称518的列表中靠近每个名称的是IP信息520(例如,IP地址、子网地址、或DNS地址)。如图示的示例所示,IP信息520提供用于对应于每个主机(由主机名称506、508、510来标识)的每个网络端口的IP值(由配置名称518来标识)。在图示的示例中,配置名称518的列表是固定的,而相关联的IP信息520被提供作为缺省值(例如,由制造商和/或销售商)。也即,虽然终端用户不能改变配置名称518的列表,但终端用户可以根据需要来编辑相关联的IP信息520。更一般地,用户可以改变配置数据结构500、502中加阴影的所有参数。
[0056]返回图2,在一些示例中,配置参数模块204校验配置数据结构500、502的错误(例如,是否由终端用户生成)。此外,在一些示例中,配置参数模块204强制执行由配置数据结构指定的命名公约。更特别地,在一些示例中,配置参数模块204将用户局限于根据在配置数据结构500、502中提供的名称来命名主机服务器、网卡、和/或网络端口,以确保一致的名称和值被应用于整个配置过程。也即,在配置过程中,向用户提供配置名称的列表(其可以包括两个列表514、518),用户可以从该配置名称的列表中选择待命名的特定网卡的名称。因此,如果用户希望给网卡分配除了在配置数据结构中提供的名称以外的名称,则用户首先改变配置数据结构。在一些示例中,在开始配置过程之前来执行对配置数据结构的改变。在其它示例中,用户可以在配置过程中对配置数据结构中的特定参数做出改变。在该示
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